Вопросы для подготовки к экзамену по предмету «Архитектура компьютерных систем.
Определение понятия «архитектура компьютера», основные функции компьютера (л1). Понятие бита, байта. Условное изображение бита, байта. Свойства бита, байта (л1). Определение единиц объема памяти. Кратные единицы объема памяти (л1). Основные принципы построения ЭВМ по фон Нейману (л2). Структурная схема ЭВМ по фон Нейману (л2). Фон-неймановская и гарвардская архитектуры построения ЭВМ? Их достоинства и недостатки (л2). Структурная схема ЭВМ с магистральной шиной. Назначение магистральной(системной) шины. Из каких частей (шин) она состоит? (л2).
8. Какую разрядность может иметь шина адреса и как от ее разрядности зависит объем
адресуемой памяти? Например: какой объем памяти можно адресовать с помощью 20-ти
адресной шины? (л2).
Какую разрядность может иметь шина данных и как от ее разрядности зависит количество
передаваемых байт? (л2).
9. По каким признакам классифицируются ЭВМ? (л2)
Основные характеристики (параметры) ЭВМ (л2).
10. Определение систем счисления (СС). Понятие позиционной СС.
Десятичная, двоичная и шестнадцатеричная СС (л3).
11. Привести правила перевода целого числа из десятичной СС в двоичную, восьмеричную,
шестнадцатеричную СС. Привести примеры (л3).
12. Правила перевода чисел из двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной СС в
десятичную? Примеры. (л3).
13. Правила перевода чисел из двоичной СС в шестнадцатеричную? Примеры. (л3).
14. Правила перевода чисел из шестнадцатеричной СС в двоичную (л3).
15. Правила перевода правильных дробей из десятичной СС в двоичную (л3).
16. Определение кодирования. (л4).
17. Представление целых чисел в ЭВМ. Как задается знак числа? Сколько чисел можно
представить в восьми разрядной сетке? (л4).
18. Представление вещественных чисел в форме с фиксированной запятой.
19. Представление вещественных чисел в форме с плавающей запятой. Понятие мантиссы и
порядка. (л4).
20. Как представляется текстовая информации в ЭВМ? (л4).
21. Понятие растрового и векторного метода кодирования графических данных. Их
достоинства и недостатки. (л4).
22. Представление звуковой информации в ЭВМ. Понятие дискретизации по времени и по
уровню. Как рассчитать количество передаваемых байт в секунду? (л4).
23. Представление видео информации. Как рассчитать объем передаваемой информации в
секунду? (л4).
24. Как происходит сложение чисел в ЭВМ. Привести примеры сложения чисел в десятичной,
двоичной, шестнадцатеричной СС. (л5)
25. Как происходит вычитание чисел в ЭВМ. Привести примеры вычитания чисел в
десятичной, двоичной, шестнадцатеричной СС. Понятие дополнительного кода
положительного и отрицательного числа. Для чего применяется дополнительный код? (л5).
26. Как происходит умножение чисел в ЭВМ. Привести примеры умножения чисел в
десятичной, двоичной, шестнадцатеричной СС. (л5).
27. Понятие модифицированного кода. Как определяется при этом переполнение (л5).
28. Назначение АЛУ. Схема АЛУ. Примеры операций выполняемых АЛУ.
29. В каких режимах может работать процессор (реальный, защищенный, виртуальный)?
Основные характеристики реального режима работы. (л7).
30. Понятие сегментированной модели памяти. На какие сегменты делится ОП? (л7).
32. Понятие стековой памяти. Способы записи LIFO, FIFO. Для чего используется стековая
память? (л7)
33. Основные регистры МП (л7):
- РОН (название, разрядность, обозначение, применение);
- индексные регистры (название, разрядность, обозначение, применение);
- сегментные регистры (название, разрядность, обозначение, применение);
- регистры указатели (название, разрядность, обозначение, применение);
- регистр флагов (название, разрядность, обозначение, применение);
- регистр указателя (счетчика) команд (название, разрядность, обозначение, применение);
34. В каких режимах может работать процессор (реальный, защищенный, виртуальный)?
Понятие защищенного режима работы. Перечислить сегментные регистры. Что хранится в
сегментных регистрах в реальном режиме. А что в защищенном?
Что представляет собой селектор. Назначение каждого разряда.
Виды таблиц дескрипторов. Где находятся?
Понятие колец защиты. Сколько уровней защиты имеется? (л8).
35. Формирование физического адреса памяти в реальном режиме работы. Примеры. (л7, 8).
36. Формирование физического адреса памяти в защищенном режиме работы. Примеры. (л8).
37. В каких режимах может работать процессор (реальный, защищенный, виртуальный)? (л8)
Понятие виртуального режима работы.
Понятие сегментной организации памяти.
Понятие страничной организации памяти.
Понятие сегментно - страничной организации памяти.
38. Определение команды. (л9)
Назначение регистра счетчика (указателя) команд.
Понятие формата команд.
Привести два вида формата двухоперандных команд с пояснением назначения каждого
поля.
Для каких команд можно применять укороченный вид. Привести примеры. (л9).
39. Перечислить последовательность действий при выполнение командного цикла. (л9).
40. Способы адресации (л10):
- непосредственный;
- прямой;
- регистровый;
- косвенный;
- базовый;
- индексный;
- базово-индексный;
- относительный;
- стековый;
- автоинкремент;
- автодекремент.
41. Назначение устройства управления (УУ). (л11).
Алгоритм работы УУ при выполнении машинной команды.
Два типа УУ. Их отличия.
Привести пример последовательности действий (шагов) при сложении двух чисел.
42. Объединение компьютеров в вычислительную систему:
- понятие конвейеризации команд. Что это дает?
- понятие CISC-процессоров и RISC-процессоров. В чем разница между ними?
- три способа организации многомашинного комплекса на уровне:
процессоров, оперативной памяти (ОП), каналов связи.
Сравнение их между собой. (л11)
43. Виды памяти применяемой в ЭВМ. Краткая характеристика каждой (л12):
- ОЗУ;
- кэш;
- постоянная память;
- полупостоянная память;
- внешняя память.
44. Понятие статической (SRAM) и динамической (DRAM). На каких элементах строится
(принцип действия), где применяется. Сравнить по быстродействию,
энергопотреблению, габаритам, энергозависимости (л12).
45. На какие четыре типа делится память по методу доступа? Кратко охарактеризовать
каждый. (л12).
46. Привести схему логического распределения ОП.
Пояснить на какие области делится ОП и что в них содержится. (л12).
47. Основные параметры (характеристики) памяти. (л12).
48. Кэш память. На каких элементах строится? Для чего применяется? Понятие кэш -
промаха и кэш-попадания. (л13).
49. Виды кэш памяти по местонахождению (L1, L2). Сравнить по способу построения,
быстродействию.
50. Виды кэш памяти по способу построения (л13):
- прямого отображения (понятие Тега, индекса, блока, байта);
- полностью ассоциативная (понятие Тега, байта);
- наборно - ассоциативная.
Достоинство, недостатки каждого метода.
51. Виды кэш памяти по способам записи (л13):
- сквозная запись;
- буферизованная запись;
- обратная запись.
Достоинства, недостатки каждого метода.
52. Виды постоянной памяти по физическому устройству (л14):
- ПЗУ (ROM);
- ППЗУ (PROM);
- РПЗУ (EPROM; EEPROM).
Почему память называется постоянной? Энергозависима или нет?.
53. Понятие BIOS. Назначение BIOS. Виды BIOS. Последовательность действий,
происходящих в компьютере после его включения. (л14).
54. Понятие CMOS (расшифровать название, пояснить назначение). (л14).
55. Определение интерфейса. Виды интерфейсов. Понятие порт ввода/выводы.
Назначение контроллеров устройств. Какие три регистра обязательно входят в состав
контроллеров? (л15).
56. Определение ввода/вывода. Три режима ввода/вывода. Последовательность шагов при
выполнении программного ввода/вывода. (л15).
57. Определение прерываний. Виды прерываний. (л16).
58. Виды программных прерываний. Виды аппаратных прерываний. Виды исключений.
(л16)
59. Последовательность действий при обработке маскированных прерываний. Схема
обработки маскированных прерываний. (л16).
60. Последовательность действий при обработке немаскированных прерываний.
Схема обработки немаскированных прерываний. (л16).
61. Понятие режима ПДП. Последовательность шагов при работе в режиме DMA.
Схема работы ПДП. (л17).
62. Представить структурную схему материнской платы. Основные функции северного
и южного мостов. Основные виды внешних интерфейсов для связи с ПУ. Их
параметры. (л18, 19).
Практическая часть.
1. Перевод чисел из одной СС в другую.
2. Выполнение арифметических операций.
3. Выполнение логических операций.
4. Рассчитать физический адрес памяти при работе в реальном режиме (заданы значения нужных регистров).
5. Расшифровать назначение каждого поля двухоперандной команды.
6. Для кэш прямого адреса по заданному адресу ОП определить номер страницы (Тег),
номер строки (индекс), номер байта в строке, номер блока.
7.Выполнить по шагам команду. Задана мнемоника команды.
8. Задачи из Ассемблера.
